Способ автоматического регулирования процесса получения пентакарбонила железа Советский патент 1983 года по МПК C01G49/16 G05D27/00 

Изобретение относится к способам автоматического управления химическими процессами в реакторах периодического действия и может быть использовано в химической, нефтехимической и смежных отраслях промышлен ности.

Известен способ автоматического регулирования подобного процесса процесса синтеза аммиака путем корректировки расходов исходных продуктов по расходам сконденсированного жидкого аммиака, свежего и продувочных газов, температуры и давления конденсации жвдкого аммиакаС

Недостаток способа состоит в сло ности реализации процесса.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаелюму является способ автоматдаеского регулировани процесса получения пентакарбонила железа путем регулирования давления в системе синтеза измененшм подачи окиси углерода на подпитку и температуры в зоне реакции изменением подачи даутерма в подогреватель оки си углерода С2 3.

Недостатки известного способа нестабильность и невысокая интенсиность ведения процесса. При этом не обеспечивается стабильный выход целевого продукта в течение операции (наблюдается его постепенное снижен в конце операции - существенное снижение ) что приводит к затягиванию операции по времени и, соответственно, к снижению мощности установки.

Цель изобретения - повышение интенсивности ведения процесса и сокращение времени операции синтеза

Указанная цель достигается тем, что величину давления в системе син теза корректируют по расходу окиси углерода на подпитку, а температуру в зоне реакции корректируют по величине скорости изменения давления .в системе синтеза.

На чертеже схематически показана блок-схема реализации предлагаемого способа.

Схема содержит реактор 1 синтеза пентакарбонила железа, подогреватель 2 окиси углерода, отделитель 3 пентакарбонила железа, циркуляционный насос 4, датчик 5 давления в системе синтеза, регулятор 6 давления, клапан 7 на линии свежей окиси углерода, датчик 8 расхода свежей окиси углерода на подпитку, регулятор 9 расхода свежей окиси углерода, отключающее устройство 10,датчик 11 телтературы в зоне реакции, вычислительное устройство 12, регулятор 13 температуры, клапан 14 на линии .даутерма, устройство 15 сигнализации.

Способ осуществляют следующим образом.

Железосодержащее сырье загружают в реактор 1. Через подогреватель 2, обогреваемый даутермом, в реактор циркуляционным насосом 4 непрерывно подают окись углерода, которая частично вступает в реакцию с железом. Реакционная смесь га реактора 1 проходит через отделитель 3, где конденсируется и выводится из цикла пентакарбонил железа Fe(CO)c. Оставшаяся окись углерода поступа-г . ет на вход циркуляционного насоса 4 В линию циркуляционного газа после насоса 4 подведена линия свежей окиси углерода.

Давление в системе синтеза замеряют датчиком 5 и регулируют регулятором 6 посредством.клапана 7 на линии подачи свежей окиси углерода. Расход свежей окиси углерода замеряют датчиком 8, выходной сигнал с которого поступает на вход регулятора 9 и на вход устройства 15 сигнализации. Выходной сигнал с регулятора |9 проходит через отключайщее устройICTBO 10 и поступает в камеру коррекции задания регулятора 6. Температуру в зоне реакции замеряют датчиком 11 и регулируют регулятором 13 посреством клапана 14 на линии подачи даутерма в подогреватель 2. Выходной сигнал с датчика 5 давления поступает также на вход вычислительного устройства 12, Выходной сигнал с аналогового выхода устройства 12 поступает, в камеру коррекции задания регулятора 13. Выходной сигнал с дискретного выхода устройства 12 поступает на управляющий вход отключающего устройства 10. Образование и вывод из системы пентакарбонила сопровождаются падением давления в системе синтеза, которое фиксируется датчиком 5. При этом регулятор б начинает увеличивать подачу свежей окиси углеро;ца, обеспечивая выравнивание давления.

Снижение активности процесса синтеза приводит к уменьшению количества выводимого изсистемы пентакарбонила железа, что при постоянном давлении в системе синтеза сопровождается снижением расхода свежей окиси углерода на реакцию, которая фиксируется датчиком 8. При этом на выходе регулятора 9 возрастает выходной сигнал, воздействуя на задание регулятора давления б в сторону повышения давления в системе синтеза.Повышение давления в системе за счет интегральной составляющей регулятора 9 продолжается до восстановления на прежнем уровне неличины расхода свежей окиси углерода. Это достигается за счет активности синтеза ПКЖ при возрастании давления в системе. Таким образом, за счет интегральной составляикцей регулятора 9 систег а

регулирования находится в постоянном динамическом рав 1овесии. Давление в системе синтеза при этом постоянно возрастает, обеспечивая стабильную активность процесса синтеза в течение преобладающего отрезка времени из общей продолжительности процесса синтеза.

Исходный уровень температуры в зоне реакции задаются с аналогового выхода вычислительного устройств а 12.

В вычислительном устройстве 1-2 периодически с заданньм интервалом . времени производятся вычисление скорости изменения давления в системе синтеэа по формуле ,„

где,лР изменение давления в системе синтеза за контз ольный промежуток времени I к ГС/Ьм) дЬ - контрольный промежуток времени (например, мин ). Йри превьюении величиной V заданного предельного, значения (например, ,08 KFC/см.мин ) производится корректировка температуры в зоне р еакции в сторону увеличения. При этом на выходной сигнал вычислительного .устройства 12, поступакиций в камеру коррекции задания регулятора 13 температурн накладашаются дополнительно ступенька величиной сГ;

Величину с определяют при моде лировании процесса регулирования и корректируют в процессе эксплуатации например, cf ).

При повьшении температуры также активизируется процесс синтеза ПКЖ,

что приводит к снижению скорости роста давления в системе.

При достижении максимально допустимой величины давления с системе Синтеза (например, 170 кгс/см / с дискретного выхода вычислительного устройства 12 выдается сигнал на отключение коррекции на регулятор 6 давления от регулятора 9 расхода посредством отключающего устройства 10. При этом в устройстве 10 запоoминается последнее значение задания для регулятора 6. .

В дальнейшем процесс синтеза идет при постоянном давлении з системе, а подъем температуры в зоне реакции

5 продолжается по времени посредством .периодического (например, через 20 мин ) наложение очередных ступенек сГ на сигнал задания для регулятора 13. Подъем осуществляется до

0 температурил 220с, при которой происходит практически полное исчерпывание железосодеркащего сырья в реакторе, в течение всего этого времени при постоянном давлении в сис5теме расход окиси углерода нЙ1 подпитку-постепенно падает за счет снижения интенсивности синтеза.При падении величины расхода до величины, близкой к нулю, срабатывает устрой0ство 15 сигнализации и выдает сигнал об окончании процесса синтеза.

Предлагаемый способ позволяет увеличить мощность установки синте5за пентакарбони а железа и получить экономический эффект за счет сокращения времени операции синтеза.

СПОСОБ АШОМаТНЯЙСЖОГО РЕгулирсвАния пРоцд СА , тк7АКАРБОНИДА ТКЕЗШЭА пУТ«м регулирования температуры в зоне реакдаи изменение подачи даутерма в подо-, {ревщтель окйси углероду и регули рованив дашжЯЕИя 6 с синтеза изменением подачи окиси углерода на пощпйтку, о т л и ч а щ и и с я ТС94, что, с целью обеспвч«81в1 стабиткного сокращения провеса cttereaa аа счет повьшения точности регулиров йяя, величину давления в системе синтеза корректируют по раск(щу окйен углерода на педантку, а температуру в зоне реакцяи коррек- . по величиш скорости изменения давления в системе синтеза. СО CD О